測定frp-混凝土單面剪切性能的測試裝置和測定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置和測定方法，該裝置包括材料試驗(yàn)機(jī)、試塊錨固件、應(yīng)變片和位移計(jì)；所述試塊錨固件包括上部鋼板和下部鋼板，混凝土試塊夾持在上部鋼板和下部鋼板之間；所述下部鋼板的底側(cè)向下伸出有受拉鋼筋；纖維片材下部粘貼在混凝土試塊的表面，材料試驗(yàn)機(jī)的下端夾持件夾持住受拉鋼筋，上端夾持件夾持住纖維片材的上部；所述應(yīng)變片貼在纖維片材上，所述位移計(jì)安裝在混凝土試塊下部左右兩側(cè)未粘貼纖維片材的位置。本發(fā)明提供的測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置和測定方法，組裝簡單、操作方便，試驗(yàn)所需儀器少，不僅適用于科研，還可以在澆筑現(xiàn)場進(jìn)行測量。
【專利說明】測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置和測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置和測定方法，屬于混凝土建筑技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]土木工程領(lǐng)域中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨著時間將發(fā)生材料老化、結(jié)構(gòu)損傷。所以，為了保證損傷結(jié)構(gòu)的安全性，必須研究損傷結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)，使其性能能夠提升。目前的加固方法大都采用纖維布或鋼板進(jìn)行加固。大量的試驗(yàn)研究表明，采用FRP加固的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其破壞形式往往不是FRP被拉斷，而是FRP與混凝土界面粘結(jié)不足導(dǎo)致的界面剝離破壞。FRP-混凝土的界面粘結(jié)是保證兩種材料共同工作的基礎(chǔ)，因此FRP-混凝土界面性能的研究結(jié)果可以為工程設(shè)計(jì)人員提供理論基礎(chǔ)。
[0003]目前規(guī)范采用的是正拉試驗(yàn)來測量纖維布與混凝土界面的粘結(jié)性能。從受力的角度來說，剪切狀態(tài)更符合真實(shí)受力情況。單面剪切試驗(yàn)很難解決試件對中問題、夾具滑移問題、纖維片材的夾持問題，以及試件的錨固問題。目前施工和設(shè)計(jì)過程中缺乏結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便的單面剪切試驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置和測定方法。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置，包括材料試驗(yàn)機(jī)、試塊錨固件、應(yīng)變片和位移計(jì)；
[0007]所述試塊錨固件包括上部鋼板和下部鋼板，混凝土試塊夾持在上部鋼板和下部鋼板之間，上部鋼板和下部鋼板的周側(cè)通過螺桿和螺帽鎖緊；所述下部鋼板的底側(cè)向下伸出有受拉鋼筋，所述下部鋼板和受拉鋼筋之間通過加固鋼板加固；
[0008]纖維片材下部粘貼在混凝土試塊的表面，纖維片材上部粘貼有纖維布下粘鋼板；材料試驗(yàn)機(jī)的下端夾持件夾持住受拉鋼筋，材料試驗(yàn)機(jī)的上端夾持件夾持住纖維片材的上部和纖維布下粘鋼板(以解決夾具無法夾持纖維片材的問題)；材料試驗(yàn)機(jī)的上端夾持件和下端夾持件動作，使纖維片材受拉時，纖維片材維持位置在一個平面上，受拉鋼筋和纖維布下粘鋼板所受拉力維持在同一條直線上，以保證纖維片材與混凝土試塊界面處于純剪切狀態(tài)；
[0009]所述應(yīng)變片貼在纖維片材上，所述位移計(jì)安裝在混凝土試塊下部左右兩側(cè)未粘貼纖維片材的位置。
[0010]優(yōu)選的，所述材料試驗(yàn)機(jī)的上端夾持件和下端夾持件均采用氣壓夾具，以消除夾具滑移帶來的影響。
[0011]優(yōu)選的，所述上部鋼板的下表面為槽型，槽口處壓住混凝土試塊的上表面。[0012]優(yōu)選的，還包括靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)，所述位移計(jì)通過信號線接入靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)，所述應(yīng)變片通過導(dǎo)線接入靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)。
[0013]測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試方法，包括如下步驟:
[0014](I)制作混凝土試塊，粘貼纖維片材的上端和纖維布下粘鋼板；將纖維片材的下端粘貼在混凝土試塊的表面，將應(yīng)變片通過導(dǎo)線與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)相連；
[0015](2)固定下部鋼板，首先將混凝土試塊放置在下部鋼板上，然后將上部鋼板壓在混凝土試塊上；
[0016](3)調(diào)節(jié)螺桿的位置豎直，使纖維片材平整時受拉鋼筋和纖維布下粘鋼板位于同一條直線，使用螺桿和螺母固定下部鋼板和上部鋼板的相對位置；
[0017](4)啟動材料試驗(yàn)機(jī)，分別夾持住受拉鋼筋和纖維布下粘鋼板，纖維片材位置平整；
[0018](5)在混凝土試塊下部左右兩側(cè)未粘貼纖維片材的位置安裝位移計(jì)，將位移計(jì)通過信號線與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)相連；
[0019](6)控制器和靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)輸出端和計(jì)算機(jī)相連，打開靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)并調(diào)零，通過計(jì)算機(jī)對控制器實(shí)施控制，控制器對材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行控制，材料試驗(yàn)機(jī)對試件施加豎向荷載；通過靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)記錄加載過程中纖維片材的應(yīng)變、混凝土試塊端部的位移以及相應(yīng)的豎向荷載。
[0020]有益效果:本發(fā)明提供的測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置和測定方法，組裝簡單、操作方便，試驗(yàn)所需儀器少，不僅適用于科研，還可以在澆筑現(xiàn)場進(jìn)行測量；材料試驗(yàn)機(jī)采用的夾具為氣壓夾具，能夠消除夾具滑移帶來的影響；上部鋼板、下部鋼板、螺桿等構(gòu)成的整體可以解決錨固問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1中A-A向剖視圖；
[0023]其中:1 一材料試驗(yàn)機(jī)，2—纖維片材，3—纖維布下粘鋼板，4一混凝土試塊，5—下部鋼板，6一上部鋼板，7一螺桿,8—螺帽,9一加固鋼板，10一受:拉鋼筋,11一靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)，12—導(dǎo)線，13—信號線，14 一應(yīng)變片，15—油源，16—控制器，17—計(jì)算機(jī)，18—油管，19一位移計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0025]如圖1、圖2所示為一種測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置，包括材料試驗(yàn)機(jī)1、試塊錨固件、應(yīng)變片14、位移計(jì)19和靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11，所述位移計(jì)19通過信號線13接入靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11，所述應(yīng)變片14通過導(dǎo)線12接入靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11。
[0026]所述試塊錨固件包括上部鋼板6和下部鋼板5，混凝土試塊4夾持在上部鋼板6和下部鋼板5之間，所述上部鋼板6的下表面為槽型，槽口處壓住混凝土試塊4的上表面；上部鋼板6和下部鋼板5的周側(cè)通過螺桿7和螺帽8鎖緊；所述下部鋼板5的底側(cè)向下伸出有受拉鋼筋10，所述下部鋼板5和受拉鋼筋10之間通過加固鋼板9加固?；炷猎噳K4的尺寸為 150mmX 150mmX 500mm。
[0027]纖維片材2下部粘貼在混凝土試塊4的表面，纖維片材2上部粘貼有纖維布下粘鋼板3 ;材料試驗(yàn)機(jī)I的下端夾持件夾持住受拉鋼筋10,材料試驗(yàn)機(jī)I的上端夾持件夾持住纖維片材2的上部和纖維布下粘鋼板3 ;材料試驗(yàn)機(jī)I的上端夾持件和下端夾持件動作，使纖維片材2受拉時，纖維片材2維持位置在一個平面上，受拉鋼筋10和纖維布下粘鋼板3所受拉力維持在同一條直線上，以保證纖維片材2與混凝土試塊4界面處于純剪切狀態(tài)；所述材料試驗(yàn)機(jī)I的上端夾持件和下端夾持件均采用氣壓夾具，以消除夾具滑移帶來的影響。
[0028]所述應(yīng)變片10貼在纖維片材2上，所述位移計(jì)14安裝在混凝土試塊4下部左右兩側(cè)未粘貼纖維片材2的位置。
[0029]測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試方法，包括如下步驟:
[0030](I)制作混凝土試塊4，粘貼纖維片材2的上端和纖維布下粘鋼板3 ;將纖維片材2的下端粘貼在混凝土試塊4的表面，將應(yīng)變片14通過導(dǎo)線12與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11相連；
[0031](2)固定下部鋼板5，首先將混凝土試塊4放置在下部鋼板5上，然后將上部鋼板6壓在混凝土試塊4上；
[0032](3)調(diào)節(jié)螺桿7的位置豎直，使纖維片材2平整時受拉鋼筋10和纖維布下粘鋼板3位于同一條直線，使用螺桿7和螺母8固定下部鋼板5和上部鋼板6的相對位置；
[0033](4)啟動材料試驗(yàn)機(jī)1，分別夾持住受拉鋼筋10和纖維布下粘鋼板3，纖維片材2位置平整；
[0034](5)在混凝土試塊4下部左右兩側(cè)未粘貼纖維片材2的位置安裝位移計(jì)14，將位移計(jì)14通過信號線13與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11相連；
[0035](6)控制器16和靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11輸出端和計(jì)算機(jī)17相連，打開靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11并調(diào)零，通過計(jì)算機(jī)17對控制器16實(shí)施控制，控制器16對材料試驗(yàn)機(jī)I進(jìn)行控制，材料試驗(yàn)機(jī)對試件施加豎向荷載；通過靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)11記錄加載過程中纖維片材2的應(yīng)變、混凝土試塊4端部的位移以及相應(yīng)的豎向荷載。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置，其特征在于:包括材料試驗(yàn)機(jī)(I)、試塊錨固件、應(yīng)變片(14)和位移計(jì)(19)； 所述試塊錨固件包括上部鋼板(6)和下部鋼板(5)，混凝土試塊(4)夾持在上部鋼板(6)和下部鋼板(5)之間，上部鋼板(6)和下部鋼板(5)的周側(cè)通過螺桿(7)和螺帽(8)鎖緊；所述下部鋼板(5)的底側(cè)向下伸出有受拉鋼筋(10)，所述下部鋼板(5)和受拉鋼筋(10)之間通過加固鋼板(9)加固； 纖維片材(2)下部粘貼在混凝土試塊(4)的表面，纖維片材(2)上部粘貼有纖維布下粘鋼板(3);材料試驗(yàn)機(jī)(I)的下端夾持件夾持住受拉鋼筋(10),材料試驗(yàn)機(jī)(I)的上端夾持件夾持住纖維片材(2)的上部和纖維布下粘鋼板(3);材料試驗(yàn)機(jī)(I)的上端夾持件和下端夾持件動作，使纖維片材(2)受拉時，纖維片材(2)維持位置在一個平面上，受拉鋼筋(10)和纖維布下粘鋼板(3)所受拉力維持在同一條直線上； 所述應(yīng)變片(10)貼在纖維片材(2)上，所述位移計(jì)(14)安裝在混凝土試塊⑷下部左右兩側(cè)未粘貼纖維片材(2)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置，其特征在于:所述材料試驗(yàn)機(jī)(I)的上端夾持件和下端夾持件均采用氣壓夾具。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置，其特征在于:所述上部鋼板(6)的下表面為槽型，槽口處壓住混凝土試塊(4)的上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試裝置，其特征在于:還包括靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)，所述位移計(jì)(19)通過信號線(13)接入靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)，所述應(yīng)變片(14)通過導(dǎo)線(12)接入靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)。
5.測定FRP-混凝土單面剪切性能的測試方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)制作混凝土試塊(4)，粘貼纖維片材(2)的上端和纖維布下粘鋼板(3);將纖維片材(2)的下端粘貼在混凝土試塊(4)的表面，將應(yīng)變片(14)通過導(dǎo)線(12)與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)相連； (2)固定下部鋼板(5)，首先將混凝土試塊(4)放置在下部鋼板(5)上，然后將上部鋼板(6)壓在混凝土試塊(4)上； (3)調(diào)節(jié)螺桿(7)的位置豎直，使纖維片材(2)平整時受拉鋼筋(10)和纖維布下粘鋼板(3)位于同一條直線，使用螺桿(7)和螺母(8)固定下部鋼板(5)和上部鋼板(6)的相對位置； (4)啟動材料試驗(yàn)機(jī)(I)，分別夾持住受拉鋼筋(10)和纖維布下粘鋼板(3)，纖維片材(2)位置平整； (5)在混凝土試塊(4)下部左右兩側(cè)未粘貼纖維片材(2)的位置安裝位移計(jì)(14)，將位移計(jì)(14)通過信號線(13)與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)相連； (6)控制器(16)和靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)輸出端和計(jì)算機(jī)(17)相連，打開靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)并調(diào)零，通過計(jì)算機(jī)(17)對控制器(16)實(shí)施控制，控制器(16)對材料試驗(yàn)機(jī)(I)進(jìn)行控制，材料試驗(yàn)機(jī)對試件施加豎向荷載；通過靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)(11)記錄加載過程中纖維片材⑵的應(yīng)變、混凝土試塊⑷端部的位移以及相應(yīng)的豎向荷載。
【文檔編號】G01N35/00GK103983525SQ201410238457
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】袁嬌嬌, 火映霞, 侯新宇 申請人:江蘇城市職業(yè)學(xué)院